radioactividad

1. Radioactividad
La radioactividad es la emisión espontánea de partículas o radiaciones, o de ambas a la vez. Estas partículas y
radiaciones proceden de la desintegración de determinados nucleidos que las forman. Se desintegran por causa
de un arreglo en su estructura interna.
La desintegración radioactiva ocurre en núcleos atómicos inestables. Es decir, aquellos que no tienen suficiente
energía de enlace para mantener el núcleo unido.
La radiación fué descubierta de forma casual por Antoine-Henri Becquerel. Más tarde, con los experimentos de
Becquerel, Marie Curie descubrió otras sustancias radioactivas.
Origen de la Radioactividad
La radioactividad puede tener un origen natural o artificial:
Radioactividad natural. El material radioactivo ya lo es en el estado natural.
Radioactividad artificial. La radioactividad le ha sido inducida por irradiación.
Radioactividad natural
La radiactividad natural es la radiactividad que se presenta en la naturaleza debido a las cadenas de elementos
radiactivos naturales y de origen no antropogénico. Está presente constantemente en el medio ambiente.
La radioactividad natural también puede aumentar en un foco por:
Causas naturales. Por ejemplo, la erupción de un volcán.
Causas humanas indirectas. Por ejemplo una excavación en el suelo para hacer los cimientos de un edificio. O
la explotación de la energía nuclear.
Radioactividad artificial
La radiactividad artificial es toda radiactividad o radiación ionizante de origen humano. La única diferencia
entre radiación natural y la radiación artificial es su procedencia. Los efectos de ambas radiaciones son
idénticos.
Un ejemplo de radioactividad artifical es la que se genera en la medicina nuclear o en las reacciones de fisión
nuclear de las centrales nucleares para obtener energía eléctrica.
En ambos casos las radiaciones directamente ionizantes son radiación alpha y desintegración beta formada por
electrones. Por otro lado, las radiaciones indirectamente ionizantes son radiaciones electromagnéticas, como por
ejemplo los rayos gamma, que son fotones.
Al utilizar o manipular las fuentes de radiación artificial, como en hacerlo con las naturales, en general es
común que se produzcan residuos radiactivos.
Tipos de radiactividad
Hay tres tipos de emisiones: rayos alfa, beta y gamma. Las partículas alfa tienen carga positiva, las beta son
negativas y los rayos gamma son neutrales.
Estos tipos se pueden condensar en dos tipos generales:
• Radiaciones electromagnéticas (radiación gamma y rayos X)
• Partículas (radiaciones alfa y beta).
Cada tipo de emisión tiene diferente poder de penetración en la materia y diferente energía de ionización.
Pueden causar daños a la vida de diferentes formas.

2. Partículas alpha
Las partículas alfa (α) o rayos alfa son una forma de radiación de alta energía corpuscular ionizante. Tiene poca
capacidad de penetración en los tejidos debido a que son grandes. Consisten en dos protones y dos neutrones
unidos por una fuerza fuerte.
Las rayos alfa, debido a su carga eléctrica, interactúan fuertemente con la materia. Son absorbidos fácilmente
por los materiales. Pueden viajar solo unos pocos centímetros en el aire.
¿Cómo afectan a los humanos?
Pueden ser absorbidos por las capas más externas de la piel humana y, por lo tanto, no son potencialmente
mortales a menos que la fuente se inhale o ingiera. En este caso, los daños serían, en cambio, mayores que los
causados por cualquier otra radiación ionizante.
Con dosis altas aparecen todos los síntomas típicos de envenenamiento por radiación.
Partículas beta
La radiación beta es una forma de radiación ionizante emitida por ciertos tipos de núcleos radiactivos.
La interacción de las partículas beta con la materia generalmente tiene un rango de acción diez veces mayor y un
poder ionizante igual a una décima en comparación con la interacción de las partículas alfa. Están
completamente bloqueados con unos pocos milímetros de aluminio.
Rayos gamma
Los rayos gamma son radiaciones electromagnéticas producidas por la radioactividad. Estabilizan el núcleo sin
cambiar su contenido de protones. Penetran más profundamente que la radiaciónbeta, pero son menos ionizantes
Cuando un núcleo excitado emite radiación gamma, no varía ni su masa ni su número atómico. Solo pierde una
cierta cantidad de energía.
La radiación gamma puede causar grave daño al núcleo de las células, por lo que son usados para esterilizar
equipos médicos y alimentos.
Radiación ionizante
Una radiación ionizante es aquella radiación formada por fotones o
partículas que al interaccionar con la materia producen iones, tanto si lo
hacen directa como indirectamente.
Ejemplos de radiaciones electromagnéticas ionizantes:
• Los rayos ultravioletas de mayor energía.
• Los rayos X y los rayos gamma.
Ejemplos de radiaciones ionizantes corpusculares:
• La radiactividad alfa.
• La desintegración beta.
No son radiaciones ionizantes la luz visible, ni los rayos infrarrojos, Ni
las ondas radioeléctricas de radio.
Estas radiaciones fueron descubiertas por por Wilhelm Conrad Röntgen
el 1.895. Desde entonces, son utilizadas en aplicaciones médicas e
industriales. A pesar de la variedad de usos, la radiación ionizante
presenta un riesgo para la salud si no se toman las medidas correctas
contra la exposición no deseada. La exposición a la radiación ionizante
causa daño a tejidos vivos y causa mutaciones, enfermedades por
radiación aguda, cáncer y muerte.
En el ámbito de la medicina nuclear, la aplicación más conocida de los aparatos de rayos X, o el uso de fuentes
de radiación en el ámbito médico, tanto en diagnóstico (gammagrafía) como en el tratamiento (radioterapia en
oncología, por ejemplo) mediante el uso de fuentes o aceleradores de partículas.
La radiación ionizante es invisible y no es directamente perceptible por los sentidos humanos. Por esta razón, se
necesitan instrumentos para detectar la radiación, como los contadores Geiger. Sin embargo, puede causar la
emisión de luz visible inmediatamente después de la interacción con la materia, como en la radiación de
Cherenkov y la radioluminiscencia.
Origen de las radiaciones ionizantes
Las radiaciones ionizantes pueden tener un origen natural o artificial. De forma natural, algunas sustancias
radiactivas pueden emitir radiaciones de forma espontánea. Por otro lado, existen generadores artificiales, como
los generadores de rayos X y los aceleradores de partículas.
Algunos elementos son más adecuados que otros para producir este tipo de reacciones. Es el caso del uranio-
235, con tendencia a absorber cualquier neutrón que choque con él. Cuando esto ocurre, el uranio-235 aumenta
de peso, se vuelve más inestable y acaba rompiéndose en varios fragmentos, liberando otros neutrones.

3. Si estos neutrones son absorbidos, a su vez, por otros átomos de uranio-235 se libera una energía suficiente
como para generar más reacciones. Entonces, se produce una secuencia de reacciones en cadena. Estas
divisiones del núcleo de los átomos se llama fisión nuclear y generan cantidades importantes de radiactividad y
de energía.
En realidad, estas reacciones de fisión nuclear son las que se generan en los reactores nucleares para que el resto
de la central nuclear pueda convertir esta energía en electricidad.
Radiobiología
La Radiobiología es el campo interdisciplinario de la ciencia que comprende las consecuencias biológicas de la
radiación ionizante y no ionizante de todo el espectro de las ondas electromagnéticas. Dentro de este campo se
incluye la radiactividad (alfa, beta y gamma), rayos X, rayos ultravioleta, luz visible, microondas y las ondas de
radio.
La Radiobiología estudia la radiación de baja frecuencia (como se usa en transmisión eléctrica alterna, radiación
térmica de ultrasonido (calor) y modalidades relacionadas. El área fue fundada por Louis Harold Gray .
En resumen, la Radiobiología estudia como las radiaciones ionizantes interaccionan con la materia viva y los
efectos que produce.
Efectos físicos de las radiaciones ionizantes
Podemos clasificar los efectos físicos de las radiaciones ionizantes en:
➢ Efectos nucleares
➢ Efectos químicos
➢ Efectos eléctricos
➢ Efectos nucleares
Efectos Nucleares
Los neutrones (partículas subatómicas), los rayos alfa y los rayos gamma extremadamente energéticos (> 20
MeV) pueden causar transmutación nuclear. Los mecanismos relevantes son la activación de neutrones y la
fotodesintegración.
Un número bastante grande de transmutaciones puede cambiar las propiedades macroscópicas y hacer que los
objetivos se vuelvan radiactivos, incluso después de que se elimina la fuente original.
Efectos químicos
La radiación ionizante que interactúa con las moléculas puede conducir a:
✗ Radiólisis (ruptura de enlaces químicos)
✗ Formación de radicales libres altamente reactivos. Estos radicales libres, que tienen un electrón no
apareado, pueden reaccionar químicamente con los elementos vecinos, restando un electrón de ellos,
incluso después de que la radiación original se haya detenido.
✗ Destrucción de las redes cristalinas, haciéndolas volverse amorfas.
✗ Aceleración de reacciones químicas, como la polimerización, que ayuda a lograr la energía de
activación requerida para la reacción.
En cambio, hay algunos elementos que son inmunes a los efectos químicos de la radiación ionizante, como los
fluidos monoatómicos que no tienen enlaces químicos que romper y que no interfiere la red cristalina.
En cambio, los compuestos biatómicos simples con entalpía de formación muy negativa, como el ácido
fluorhídrico, se reformarán rápida y espontáneamente después de la ionización.
Efectos eléctricos
La ionización de materiales aumenta temporalmente su conductividad afectando la electrónica de los átomos.
Este es un peligro particular en la microelectrónica de semiconductores con el riesgo de corrientes retardadas
que introducen errores de funcionamiento. La microelectrónica de semiconductores se utilizada en equipos
electrónicos.
En el caso de flujos altos, el dispositivo en sí está dañado permanentemente. La radiación de protones existente
en el espacio también puede cambiar significativamente el estado de los circuitos digitales.
Los dispositivos destinados a entornos de alta radiación pueden fabricarse para resistir dichos efectos mediante
el diseño, la selección de materiales y los métodos de fabricación. Estos dispositivos se utilizan habitualmente
en los equipos espaciales (extra-atmosféricos) y para la industria nuclear.
En realidad, los circuitos más complejos que utilizan el software logran compensar los errores debidos a la
irradiación.
Efectos de la radiación sobre la salud
La radiación ionizante puede afectar a los tejidos biológicos y, por lo tanto, a la salud. Los daños que puede
causar a los tejidos biológicos son de varios tipos y se dividen en:
Daño somático determinista. Los efectos determinísticos involucran altas dosis de radiación sobre porciones
grandes del cuerpo.

4. Daño somático estocástico. Los efectos no determinísticos ocurren a niveles bajos de exposición a la radiación.
En este caso, el daño es estadístico. Es decir, es posible predecir la proporción de una población dada de
personas expuestas que será afectada, pero imposible saber cómo afectará a cada persona individualmente.
Daño genético estocástico. Estos daños describen las alteraciones genotípicas hereditarias resultantes de
mutaciones en los genes o cromosomas de células germinales.
El daño somático se refiere al daño ocurrido en los tejidos del individuo irradiado. Por otro lado, el daño
genético se refiere al daño que afectará las generaciones futuras.
Las regulaciones actuales contra la contaminación establecen límites estrictos a la exposición individual, que
implican la exposición a materiales de construcción comunes como la toba (que libera vapores de radón).
Efectos de la radiación alfa en la salud
La radiación alfa tiene un bajo poder de penetración, por lo tanto, es fácilmente detenida por la capa superficial
de células muertas de la piel. En este sentido, la piel realiza una función de protección radiológica, por lo que no
es peligrosa para los humanos en casos de radiación externa.
En cambio, la radiación alfa se vuelve peligrosa en situaciones donde la fuente radiactiva se inhala o se ingiere
(radiación interna) porque en este caso puede dañar directamente los tejidos radiosensibles.
Efectos de la radiación gamma en la salud
Por otro lado, la radiación gamma (fotones), que tiene un poder de penetración muy alto, puede ser peligrosa
para los seres vivos incluso en situaciones de radiación externa. La cantidad de radiación absorbida por un
cuerpo se llama dosis absorbida y se mide en gris.
Fuentes de radiación ionizante
Fuentes naturales:
• Desintegración radiactiva espontánea de radionucléidos.
• Reacciones termonucleares, como el sol.
• Reacciones nucleares inducidas como resultado de la entrada en el núcleo de partículas elementales de
alta energía o fusión nuclear.
• Los rayos cósmicos.
Fuentes artificiales:
• Radionucléidos artificiales.
• Reactores nucleares.
• Aceleradores de partículas (generan flujos de partículas cargadas, así como radiación de fotones
bremsstrahlung).
• Aparato de rayos X como un tipo de acelerador, el freno genera rayos X.
Radioactividad inducida
Como resultado de la irradiación y la reacción nuclear inducida correspondiente, muchos átomos estables se
convierten en isótopos inestables. Como resultado de dicha irradiación, una sustancia estable se vuelve
radiactiva y el tipo de radiación ionizante secundaria diferirá de la exposición inicial. Este efecto es más
pronunciado después de la irradiación de neutrones.
La cadena de transformaciones nucleares
En el proceso de desintegración nuclear o síntesis, surgen nuevos nucleidos, que también pueden ser inestables.
El resultado es una cadena de transformaciones nucleares.
Cada transformación tiene su propia probabilidad y su propio conjunto de radiación ionizante. Como resultado,
la intensidad y la naturaleza de la radiación de una fuente radiactiva puede variar significativamente con el
tiempo.
Unidad de medida Sievert en radiación
El sievert (Sv) es la unidad del sistema internacional de unidades (SI) de la cantidad de radiación derivada de la
cantidad de radiación ionizante. El símbolo que representa esta unidad es Sv.
Un sievert en radiación Sv mide el efecto sobre la salud de niveles bajos de radiación ionizante. Sievert se
refiere a la dosimetría y protección radiológica.
Las cantidades medidas en sieverts representan un riesgo estocástico para la salud. Definimos la evaluación de
la dosis de radiación como la probabilidad de inducir cáncer o causar un daño genético.
Man-sievert es la unidad de la dosis efectiva colectiva. Es la suma de todas las cantidades individuales
significativas de un grupo de personas durante el período considerado.
Dosis equivalente de material radiactivo
La dosis equivalente es una medida de la dosis de radiación que recibe un tejido. Lo expresamos en sievert.
Los especialistas han realizado varios intentos para corregir los diferentes efectos biológicos de diferentes tipos
de radiación ionizante. La dosis equivalente es una cantidad menos real que la dosis de radiación absorbida, pero
es biológicamente más relevante.

5. Podemos obtener la dosis equivalente para el tejido multiplicando la dosis absorbida por un factor de
ponderación de la radiación. Este factor depende del tipo de radiación.
Existen técnicas para determinar la dosis de radiación efectiva para un individuo. Para conseguirlo, se puede
multiplicar la dosis equivalente en cada órgano por un factor de peso del tejido. Este factor de ponderación
depende de la parte del cuerpo expuesta a la radiación.
La unidad para medir la dosis absorbida es el Grey (Gy). Representa la energía transmitida por radiación a los
tejidos vivos.
Efectos sobre la salud de los seres humanos
En algunos países de referencia, la radiación que recibe un profesional no puede superar los 20 milisieverts
(mSv) al año. En un período consecutivo de cinco años, el máximo es 100 mSv.
El máximo para una persona normal es un promedio de 1 mSv (0,001 Sv) de una dosis efectiva por año. No se
incluyen tratamientos médicos.
El síndrome de radiación aguda (ARS) es un conjunto de efectos sobre la salud. Se deben a la alta exposición a
la radiación que se recibe de la radiación ionizante durante un período corto. También se conoce como
enfermedad por radiación o envenenamiento por radiación.
Algunos ejemplos de dosis recibidas en los dos peores desastres nucleares:
En el accidente nuclear de Fukushima, los técnicos estuvieron expuestos a 400 milisieverts por hora.
En el accidente nuclear de Chernobyl, la cantidad de radiación se estima en 80.000 sieverts. Sin embargo,
algunas personas recibieron dosis significativamente más altas.
En el accidente nuclear de Tokaimura, Hisashi Ouchi recibió entre 10 y 20 sieverts. La dosis más alta a la que ha
estado expuesto un ser humano.
Radionucléidos
Un nucleido radiactivo o radionucléidos es un nucleido inestable y que por lo tanto, degenera emitiendo
radiaciones ionizantes.
Cuando un radionucléidos emite radiactividad alcanza un estado más estable, que requiere menos energía que
antes y, en general, se transforma en otro nucleido diferente (o bien en el mismo, pero menos excitado, si ha
emitido radiactividad gamma), que puede ser también radiactivo o no ser radiactivo.
Este proceso radiactivo ocurre en principio de manera espontánea, pero el ser humano ha aprendido a provocarlo
de manera artificial. En ambos casos la radiactividad resultante tiene exactamente las mismas características.
Forma de un Radionucléido
Los radionucléidos se caracterizan por tener una vida media finita, que puede ir desde pequeñas fracciones de
segundo a miles de años. De hecho, algunos de ellos tienen una semivida tan larga que aún no se ha podido
cuantificar experimentalmente. Incluso los hay que se habían considerado, y para ciertas aplicaciones prácticas,
estables.
De los nucleidos conocidos actualmente hay noventa teóricamente estables y doscientos cincuenta y cinco a los
que no se les ha observado desintegrarse.
Por otra parte, hay casi el doble, unos seiscientos cincuenta, a los que si se les ha observado radioactividad y que
tienen una vida media de al menos una hora.
En la Tierra se conocen unos tres mil radionucleidos de vida media superior a una hora, la mayor parte de los
cuales (cerca de un 90%) son producidos por los humanos, unos dos mil cuatrocientos de vida media inferior a
una hora y aún otros tan inestables que su vida media es cortísima.
Uso de los radionucleidos
Los radionucleidos se aplican a la tecnología de la energía nuclear para obtener energía eléctrica, en la industria
(controles de calidad, etc.), la medicina nuclear (radioterapia, etc.) y para armamento nuclear (básicamente a la
propulsión de vehículos y herramientas para matar).
La utilización de radionucleido implica graves riesgos ambientales (contaminación radiactiva) y de salud
(radiotoxicidad, envenenamiento por radiaciones, etc.).
Los radionucleidos de origen natural, como el uranio o el plutonio, existen en cantidades finitas en la Tierra, por
eso hay que usarlos de una manera sostenible. Por otra parte, su uso genera residuos radiactivos, que pueden ser

6. muy peligrosos. Actualmente, el único tratamiento que se suele hacer es cubrirlos hasta que su radiactividad sea
cercana a la natural.
Los posibles tratamientos para los que tardarían más de una treintena de años en hacerlo (todo el combustible
nuclear gastado de las centrales nucleares y para fines militares, por ejemplo) aún se encuentran en fase de
teoría, investigación o experimentación.
Radionucléidos en alimentos
Se ha comprobado que el daño por ingerir alimentos que exceden los niveles permitidos de radionucleidos es
mayor que por la radiación externa. Cuando la fuente de radiación está en el interior, afecta directamente a los
órganos internos de una persona y, por lo tanto, incluso una pequeña dosis puede provocar graves consecuencias
para la salud.
La mayoría de los radionucléidos tienen propiedades cercanas a las de esos u otros elementos químicos que
componen el cuerpo humano. Por tanto, el cuerpo humano los toma por los elementos que necesita y los retiene
(acumula) en los órganos correspondientes. Al estar en los órganos, los radionucléidos continúan irradiando y ya
es imposible que una persona se proteja de esta radiación.
La principal forma de introducir radionucleidos en el cuerpo humano es a través de los alimentos, que ha
seguido siendo relevante durante décadas. Esto se explica por el hecho de que los radionucleidos de vida larga
más peligrosos cesio-137 y estroncio-90 entran en los alimentos. Debido a su larga vida media (unos 30 años),
estos elementos conservan su actividad durante mucho tiempo y se incluyen en la cadena alimentaria a lo largo
del tiempo.
La salud y la radiación alfa
Una partícula alfa es una partícula cargada positivamente
emitida por varios materiales radioactivos durante la
descomposición. Consiste en dos neutrones y dos protones, y
por lo tanto es idéntico a los núcleos de helio.
Desde un punto de vista más técnico, las partículas alfa o rayos
alfa son una forma de radiación de alta energía corpuscular
ionizante.
Las partículas alfa son típicamente emitidas por núcleos
radiactivos de elementos pesados de la tabla periódica en un
proceso denominado desintegración alfa. Estos elementos
pesados pueden ser, por ejemplo, los isótopos de uranio (U),
plutonio (Pu), torio (Th) o radio (Ra).
A veces, esta descomposición deja a los núcleos atómicos en un estado excitado. En consecuencia, el exceso de
energía nuclear puede eliminarse con la emisión de radiación gamma (rayos gamma).
Radiación alfa
La radiación alfa ocurre cuando un átomo sufre desintegración radiactiva, emitiendo una partícula alfa. En la
radiación alfa, el átomo original se transforma a otro elemento de la tabla periódica reduciendo su peso atómico
en 4 dalton y su número atómico en 2 unidades.
Debido a su carga y masa, las partículas alfa interactúan fuertemente con la materia y solo viajan unos pocos
centímetros en el aire.
Composición de las partículas alfa (α)
Las partículas alfa consisten en dos protones y dos neutrones unidos por una fuerza fuerte.
Desde un punto de vista químico, las partículas alfa también pueden identificarse con el símbolo He-4.
Junto con el isótopo He-3, las partículas alfa pertenecen a la familia elion. La decadencia beta está mediada por
una fuerza débil, mientras que la descomposición alfa está mediada por una fuerza fuerte.
¿Cómo afecta la radiación alfa a la salud?
Los rayos alfa, debido a su carga eléctrica, interactúan fuertemente con la materia y, por lo tanto, son absorbidos
fácilmente por los materiales. Las partículas alfa solo pueden viajar unos pocos centímetros en el aire.
Los rayos alfa pueden ser absorbidos por las capas más externas de la piel humana y por lo tanto, no pueden
penetrar esta capa. Sin embargo, son capaces, si se ingiere una sustancia emisora de alfa en los alimentos o el
aire, de causar un daño celular grave.
En caso de ingerir o inhalar partículas alfa, los daños serían mayores que los causados por cualquier otra
radiación ionizante. Si la dosis de rayos alfa fuera lo suficientemente alta, aparecerían todos los síntomas típicos
de envenenamiento por radiación.
Las partículas de la radiación beta tienen más capacidad de penetración que las alfa pero son menos dañinas. Se
desplazan a distancias mayores en el aire y con una energía cinética superior pero pueden ser detenidas
fácilmente con ciertos materiales.

7. Algunas partículas beta son capaces de penetrar la piel y causar daños. Sin embargo, al igual que con las
partículas alfa, las beta son más peligrosas si se inhalan o ingieren.
Por otro lado, los rayos gamma son fotones sin masa pero con mucha energía. Este tipo de radiación puede
atravesar el cuerpo con facilidad y representan un peligro importante para la salud.
La importancia de las partículas alfa en el modelo atómico de Rutherford
La experimentación de Rutherford con partículas alfa tuvo un impacto importante en el desarrollo de los
modelos atómicos en el futuro.
En 1909, Ernest Rutherford y sus ayudantes explotaron las propiedades de las partículas alfa para confirmar sus
estudios sobre la estructura del átomo.
Este experimento cambió la visión del átomo que se tenía en ese momento (el modelo atómico de Thomson) en
el nuevo modelo denominado, precisamente, modelo atómico de Rutherford. Este modelo fué la base para del
modelo atómico de Bohr en 1913.
Partículas y radiación beta
Una partícula beta (β) es un electrón o positrón de alta energía que sale disparado a consecuencia un suceso
radiactivo. Por su parte, los rayos beta o radiación beta es una forma de radiación ionizante emitida por ciertos
tipos de núcleos radiactivos.
La energía cinética de las partículas beta puede ser
desde cero hasta una energía máxima que puede ser
varias decenas de MeV. La velocidad de las
partículas en los rayos beta está cerca de la
velocidad de la luz.
Por la ley de Fajans, si un átomo emite una
partícula beta, su carga eléctrica aumenta y el
número de masa atómica no varía, es decir, el
número de nucleones (protones más neutrones) que
se mantiene constante.
La interacción de las partículas beta con la materia
generalmente tiene un rango de acción diez veces
mayor y un poder ionizante igual a una décima en
comparación con la interacción de las partículas
alfa. Por otro lado, la radiación beta es más ionizante que la radiación con rayos gamma.
Una capa de unos pocos milímetros de aluminio puede detener las partículas beta. Sin embargo, un escudo tan
delgado no es suficiente para una protección absoluta.
¿Cómo afectan los rayos beta al cuerpo humano?
Las partículas beta emitidas por un elemento radiactivo son moderadamente penetrantes en el tejido vivo y
pueden causar quemaduras en la piel y mutaciones espontáneas en el ADN. Sin embargo, al igual que las
partículas alfa, las partículas beta son más peligrosas cuando se ingieren o se inhalan que con el contacto con la
piel.
Las fuentes de radiación beta se pueden usar en la radioterapia para eliminar células cancerosas.
Desintegración beta
La desintegración beta es un tipo de desintegración radiactiva en que un átomo inestable emite las llamadas
partículas beta (β), que son partículas de alta energía, expulsadas de un núcleo atómico inestable.
Hay dos formas de desintegración beta:
En la desintegración β- se emite un electrón. En un proceso de desintegración beta β - , un neutrón se
convierte en un protón, un electrón y un antineutrino de electrones (la antipartícula del neutrino).
En la desintegración β+ se emite un positrón. (observable en los núcleos ricos en protones), un protón
interactúa con un antineutrino electrónico para obtener un neutrón y un positrón (aún no se ha observado la
desintegración directa del protón en el positrón).
La teoría de la desintegración beta de Enrico Fermi establece la presencia del neutrino que impide que el átomo
y la partícula beta no salgan en direcciones opuestas de acuerdo con la ley de la conservación de la energía.
Las desintegraciones beta también incluyen la captura de electrones. En este tipo de desintegración, el núcleo
del átomo captura un electrón de su caparazón de electrones y emite un neutrino de electrones.
Uso de los rayos beta
La emisión de rayos beta se utilizan en diferentes campos de la ciencia:
• En medicina se utiliza en algunos tratamientos médicos como el cáncer de hueso o de ojos.
• En medicina nuclear también se utilizan como marcadores.
• Control de calidad del grosor de algunos materiales, como por ejemplo el papel.
• Obtención de luz fosforescente para casos de emergencia en que no se dispone de electricidad.

8. Rayos gamma
En física nuclear, los rayos gamma son las radiaciones electromagnéticas producidas por la desintegración
radiactiva de los núcleos atómicos. A menudo se simbolizan mediante la letra griega minúscula γ.
Otros tipos de radiación electromagnética son los rayos X, la luz
visible y la radiación ultravioleta. La única diferencia entre ellos es
la energía de los fotones que se caracteriza por la frecuencia y la
longitud de onda.
La radiación gamma es uno de los tipos de radiación de muy alta
frecuencia más peligrosos para los seres humanos, al igual que
todas las radiaciones ionizantes. El peligro deriva del hecho de que
son ondas de alta energía capaces de producir cambios
moleculares y dañar las moléculas que componen las células. Estas
transformaciones pueden provocar mutaciones genéticas o incluso
la muerte.
En la Tierra podemos observar fuentes naturales de rayos gamma tanto en la desintegración de los
radionucleidos como en las interacciones de los rayos cósmicos con la atmósfera.
Uso de los rayos gamma
Las fuentes de rayos gamma se utilizan en una gran variedad de aplicaciones. A continuación mostramos
algunos ejemplos:
• Industrialmente para la esterilización de materiales en plantas de irradiación.
• Aplicaciones médicas de tratamiento y diagnóstico como por ejemplo la radioterapia. También se utiliza
esta forma de radiación para esterilizar productos para medicina y veterinaria.
• Tratamientos para la preservación de alimentos como la pasteurización y la desinfección.
• Productos farmacéuticos.
• Fabricación de cosméticos.
• Tratamiento de residuos hospitalarios.
• Características de los rayos gamma
Los rayos gamma son más penetrantes que la radiación producida por otras formas de desintegración radiactiva
(radiación alfa o beta), debido a la menor tendencia a interactuar con la materia.
La radiación gamma está compuesta de fotones: esta es una diferencia sustancial de las partículas alfa que son
núcleos de helio y la radiación beta que está compuesta de electrones. Los fotones gamma, al no estar dotados
de masa, son menos ionizantes. En estas frecuencias, la descripción de los fenómenos de interacciones entre el
campo electromagnético y la materia no puede ignorar la mecánica cuántica.
Los rayos gamma se distinguen de los rayos X por su origen: los rayos gamma se producen por transiciones
nucleares o atómicas, mientras que los rayos X se producen por transiciones de energía debido a electrones que
desde niveles de energía cuantificados externos entran en niveles de energía libre interna más.
Sistemas de protección contra la radiación gamma
El blindaje de los rayos γ requiere materiales mucho más gruesos que los necesarios para proteger las partículas
alfa (α) y beta (β) que pueden bloquearse con una simple hoja de papel o una placa metálica delgada
respectivamente.
Los materiales con un alto número atómico y alta densidad tienen una mayor capacidad de absorción de la
radiación gamma.
Los materiales de protección generalmente se miden en función del grosor requerido para reducir a la mitad la
intensidad de la radiación. Obviamente, cuanto mayor es la energía de los fotones, mayor debe ser el grosor del
blindaje requerido.
En las plantas de energía nuclear se utilizan acero y cemento para proteger el recipiente de contención de
partículas gamma. Además, el agua proporciona protección contra la radiación producida durante el
almacenamiento de las barras de combustible nuclear o durante el transporte del núcleo del reactor nuclear.
Radiación electromagnética
La radiación electromagnética es una perturbación de un campo eléctrico y un campo magnético que se propaga
en el espacio.

9. La radiación electromagnética puede propagarse en el vacío, como el espacio interplanetario, en medios menos
densos, como la atmósfera, o en estructuras de guía, como las guías de ondas.
La radiación gamma es un tipo de radiación electromagnética de muy alta frecuencia. Generalmente la radiación
gamma es producida por elementos radioactivos o procesos subatómicos o por fenómenos astrofísicos.
Tipos de radiaciones electromagnéticas
El rango de todas las radiaciones electromagnéticas posibles es lo que se conoce como espectro
electromagnético. Los diferentes tipos de radiaciones electromagnéticas que pueden formar un espectro
electromagnético son:
• Ondas de radio.
• Microondas.
• Radiación infrarroja (o radiación térmica).
• Luz visible (o espectro visible).
• Radiación ultravioleta.
• Rayos X.
• Rayos gamma.
Características de la radiación electromagnética
Las tres características que determinan la radiación electromagnética son la frecuencia, la longitud de onda
electromagnética y la polarización.
La longitud de onda está directamente relacionada con la frecuencia a través de la velocidad de propagación
(grupal) de la radiación. La velocidad de propagación grupal de la radiación electromagnética en el vacío es
igual a la velocidad de la luz, en otros entornos esta velocidad es menor.
La física de alta energía se ocupa de la radiación electromagnética dura del extremo de onda corta del espectro.
De acuerdo con los conceptos modernos, a altas energías, la electrodinámica deja de ser independiente,
combinándose en una teoría con interacciones débiles y luego, a energías aún más altas, como se esperaba, con
todos los demás campos de medición.
Existen teorías que difieren en detalles y grados de generalidad, lo que permite modelar y estudiar las
propiedades y manifestaciones de la radiación electromagnética. La más fundamental de las teorías completas y
verificadas de este tipo es la electrodinámica cuántica.
Algunas características de las ondas electromagnéticas desde el punto de vista de la teoría de las oscilaciones y
los conceptos de electrodinámica son:
• La presencia de tres vectores mutuamente perpendiculares (en vacío): vector de onda, el vector del
campo eléctrico E y el vector del campo magnético de la intensidad H.
• Las ondas electromagnéticas son ondas transversales en las que los vectores de fuerza de campo eléctrico
y magnético oscilan perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda, pero difieren
significativamente de las ondas de agua y el sonido en que pueden transmitirse desde una fuente a un
receptor, incluso a través de un vacío.
Efectos de la radiación electromagnética en la salud humana
Los efectos de las radiaciones electromagnéticas sobre los seres vivos dependen sobre todo de dos factores
principales:
1. la frecuencia de la radiación
2. el tipo de exposición a la radiación (intensidad de la radiación, duración de la exposición, parte del
cuerpo expuesta, etc.)
La cantidad de radiación absorbida se mide en grays, un gray corresponde a la absorción de un joule de energía
irradiada por un kilogramo de materia. Otra unidad de medida utilizada en el campo de la energía nuclear es el
sievert.
En cuanto a la frecuencia de la radiación suele diferenciar entre radiación ionizante y no ionizante.
Radiación ionizante y sus efectos
Las radiaciones ionizantes son aquellas que tienen una frecuencia lo suficientemente grande para ionizar los
átomos o las moléculas de las sustancias expuestas.
Este tipo de radiación es capaz de modificar la estructura química de las sustancias sobre las que inciden y
pueden producir efectos biológicos a largo plazo sobre los seres vivos. Un ejemplo de esta alteración sería la
modificación del ADN de las células que pueden derivar en cáncer.
Como curiosidad, Hisashi Ouchi, el hombre que ha recibido una dosis de radiación ionizante más elevada del
mundo, recibió entre 10 y 20 Sieverts.
Los rayos X y la radiación gamma serían dos ejemplos de radiaciones electromagnéticas altamente ionizantes.

10. Radiación no ionizante y sus efectos
Las radiaciones no ionizantes son aquellas que no tienen suficiente frecuencia para provocar la ionización de los
materiales expuestos.
Como ejemplo de radiaciones no ionizantes se pueden citar las microondas o las ondas de radio. Este tipo de
radiación no tiene la energía suficiente para provocar directamente mutaciones del ADN y, por tanto,
probablemente no pueden iniciar la carcinogénesis pero podrían ser promotores.
Desde el punto de vista de sus efectos sobre la salud, las radiaciones no ionizantes se pueden clasificar en tres
grandes grupos:
• Campos electromagnéticos de baja frecuencia (ELF): intervalo de 3 a 30.000 Hz).
• Campos de radiofrecuencia y microondas: intervalo de 30 kHz - 300 GHz.
• Radiación óptica: desde la luz infrarroja hasta la luz ultravioleta.
Usos y aplicaciones de la radiación electromagnética
En general, se pueden distinguir dos macro familias de aplicaciones:
• Transporte de información (comunicaciones de radio como radio, televisión, teléfonos móviles, satélites
artificiales, radares, radiografías)
• Transporte de energía, como el horno de microondas.